豆?jié){灌根對烤煙煙葉氨基酸組分的影響及其與感官質(zhì)量的關(guān)系

楊軍杰， 李洪臣， 楊晉燕， 戴華鑫， 尹光庭， 段衛(wèi)東， 劉文濤

(1.河南省煙草公司三門峽市公司，河南 三門峽 472000； 2.鄭州煙草研究院 煙草行業(yè)生態(tài)環(huán)境與煙葉質(zhì)量重點實驗室，河南 鄭州 450001；3.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450016； 4.鄭州大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

感官評吸是鑒定煙葉內(nèi)在品質(zhì)，尤其是香吃味的主要方法。而氨基酸與煙葉香吃味關(guān)系密切，是形成煙葉香氣物質(zhì)的前體。深入探討煙葉中氨基酸與感官質(zhì)量之間的關(guān)系，對于進一步采取措施，提高煙葉質(zhì)量意義重大。豆?jié){灌根技術(shù)是豫西三門峽地區(qū)烤煙生產(chǎn)的一項常規(guī)農(nóng)藝措施，常年推廣面積占本地?zé)熑~種植總面積的95%以上。有關(guān)豆?jié){灌根對烤煙品質(zhì)及土壤的影響已有文獻報道，程蘭等[1]研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)豆?jié){灌根可提高煙葉物理特性和化學(xué)成分指標；韋鳳杰等[2]研究表明，傳統(tǒng)豆?jié){灌根可優(yōu)化中部和上部煙葉的香氣物質(zhì)總量和質(zhì)量，鄭亞楠等[3]研究也得出相似結(jié)論；陳玉國等[4]研究表明傳統(tǒng)豆?jié){配施腐熟牛糞和芝麻餅肥可顯著促進煙株生長發(fā)育，提高煙株的抗病性和烤煙感官品質(zhì)；戴華鑫等[5-6]研究表明，豆?jié){灌根(傳統(tǒng)豆?jié){和酵解豆粕)對烤煙物理特性、化學(xué)成分、外觀質(zhì)量和感官品質(zhì)等方面均有提升作用，且能夠提高土壤養(yǎng)分含量，改善土壤微生態(tài)環(huán)境；李致新等[7]研究發(fā)現(xiàn)團棵期進行豆?jié){灌根，煙株抗逆性和抗病性強。但尚未有豆?jié){灌根對煙葉氨基酸含量影響的相關(guān)報道。因此，本研究通過大田試驗，分析豆?jié){灌根后對煙葉游離氨基酸含量及組成的影響，并明確煙葉游離氨基酸含量與感官品質(zhì)的相關(guān)性，以揭示豆?jié){灌根措施對于提升煙葉品質(zhì)的機理，為豆?jié){灌根這一土壤保育措施的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 處理設(shè)計

試驗于2016年設(shè)在三門峽市盧氏縣杜關(guān)鎮(zhèn)，煙田地塊平整，肥力中等，前茬作物為煙草，供試品種為K326。煙苗于5月5日移栽，移栽25 d后進行豆?jié){灌根，設(shè)置3個處理，分別為：對照(CK)；傳統(tǒng)豆?jié){(T1)；酵解豆粕(T2)，傳統(tǒng)豆?jié){和酵解豆粕灌根量為 5 kg·hm-2，為消除豆?jié){中氮素施入因素的影響，按照大豆全氮含量7%換算，對照處理中加入33.9 kg·hm-2的硝酸銨鈣，兌水混勻后施入煙株根部，田間具體施用方法參考馬京民等[8]方法。酵解豆粕的營養(yǎng)成分參考戴華鑫等[5]。其他田間管理措施按照當?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進行，各處理間管理措施保持一致。

1.2 樣品采集

豆?jié){灌根后5、20、35、45、55、65、75 d，采用掛牌跟蹤方式選取3個處理中15株新鮮煙葉，采集鮮煙后干冰保存，帶回實驗室保存于-80 ℃冰箱中，用于游離氨基酸的測定。采收后煙葉統(tǒng)一裝置于烤房中部，按照當?shù)爻Ｒ?guī)烘烤工藝烘烤。挑選烤后C3F和B2F等級煙葉，用于游離氨基酸的測定和感官質(zhì)量評價。

1.3 測定方法

1.3.1 游離氨基酸測定

按照YC/T 31—1996[9]處理煙葉樣品后，通過60目篩過濾制備煙末試樣，稱取1.000 0 g煙末于100 mL磨口三角瓶中，加入0.005 mol·L-1鹽酸溶液50 mL，塞上塞子，室溫下超聲萃取30 min，離心取上清液，使用水相濾膜過濾，濾液移至1.5 mL色譜瓶中待測。參照YC/T 282—2009[10]規(guī)定的方法，利用氨基酸自動分析儀(Hitachi 8900，日本)測定樣品21種游離氨基酸[11]的含量與組分。

1.3.2 感官質(zhì)量評價

參考中國煙草種植區(qū)劃建立的烤煙感官質(zhì)量綜合評價方法[12]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010進行整理，采用SPSS 19.0軟件進行Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 豆?jié){灌根對烤后煙葉游離氨基酸含量及組成的影響

2.1.1 豆?jié){灌根對中部煙葉游離氨基酸含量及組成的影響

在中部葉21種氨基酸中，在各處理組占比均相對較高(>1.0%)的有Asp、Thr、Asn、Glu、Ala、β-Ala、Pro等7種氨基酸，其中Pro占比在60%以上，而Asn的占比超過10%。對照組煙葉中，Phe、GABA等氨基酸占比均低于1.0%，傳統(tǒng)豆?jié){和酵解豆粕處理后的煙葉中占比則均大于1.0%。與對照處理相比，傳統(tǒng)豆?jié){和酵解豆粕施用后，煙葉Gly、Leu含量變化不大，Asp、Glu、Phe、GABA、His、Trp等氨基酸含量均上升1倍以上(表1)。

表1 豆?jié){灌根對中部葉游離氨基酸含量及組成的影響

2.1.2 豆?jié){灌根對上部煙葉游離氨基酸含量及組成的影響

在上部葉21種氨基酸中，在各處理組占比均相對較高的有Thr、Asn、Glu、Ala、Cys、Phe、β-Ala、GABA、Pro等氨基酸，其中Pro占比在68.92%～73.80%，Asn的占比在7.07%～8.48%。與對照相比，傳統(tǒng)豆?jié){和酵解豆粕施用后，煙葉Thr、Ser、Gly等含量變化不大，Asn、β-Ala、GABA和Pro含量均上升50%左右(表2)。

表2 豆?jié){灌根對上部葉游離氨基酸含量及組成的影響

2.2 豆?jié){灌根對烤后煙葉感官質(zhì)量的影響

戴華鑫等[5]報道了豆?jié){灌根處理后煙葉感官質(zhì)量的變化情況，本研究也發(fā)現(xiàn)豆?jié){灌根對中部葉和上部葉感官質(zhì)量提升作用明顯(表3)。

表3 豆?jié){灌根對烤后煙葉感官質(zhì)量的影響

2.3 煙葉游離氨基酸含量與感官品質(zhì)的相關(guān)性分析

2.3.1 中部葉游離氨基酸含量與感官品質(zhì)的相關(guān)性分析

中部葉Leu含量與香氣量、刺激性和感官總分呈顯著負相關(guān)，Phe、GABA、His等3種氨基酸含量與香氣量、刺激性呈顯著正相關(guān)，Trp與雜氣呈顯著正相關(guān)(表4)。

2.3.2 上部葉游離氨基酸含量與感官品質(zhì)的相關(guān)性分析

上部葉Thr含量與雜氣呈極顯著正相關(guān)，GABA含量與雜氣呈顯著正相關(guān)；Pro含量與香氣質(zhì)、香氣量、刺激性和余味呈顯著正相關(guān)，與感官總分呈極顯著正相關(guān)(表5)。

表5 上部葉游離氨基酸含量與感官品質(zhì)的相關(guān)性

2.4 豆?jié){灌根對不同生育期煙葉游離氨基酸含量的影響

為進一步揭示不同種類游離氨基酸在煙葉生長過程中的變化規(guī)律，我們分析了鮮煙葉不同生育時期的游離氨基酸含量(表6)。結(jié)果顯示，煙葉游離氨基酸總量及多種氨基酸在灌根后5 d時含量較高，在灌根后20、35 d后逐步下降，灌根后45 d即下部葉采收前有所上升。中部葉采收前(灌根后65 d)，豆?jié){灌根后的游離氨基酸總量高于對照。上部葉采收前(灌根后75 d)，對照與酵解豆粕處理后氨基酸總量差別不大，傳統(tǒng)豆?jié){處理后游離氨基酸總量相對較高。

表6 豆?jié){灌根后鮮煙生長過程中游離氨基酸含量變化 單位：mg·g-1

表6(續(xù)) 單位：mg·g-1

與對照相比，傳統(tǒng)豆?jié){和酵解豆粕施用后，下部葉除Glu外，Thr、Ser、Cys、Leu、His含量相對較高；中部葉的Phe、GABA、His、Trp含量變化不明顯，上部葉GABA含量差別不大，Pro含量在傳統(tǒng)豆?jié){處理后相對較高，對照與酵解處理差別不大。

3 小結(jié)與討論

氨基酸對于煙草香味物質(zhì)的形成起著重要的作用[13]，一方面，氨基酸在有氧條件下燃燒會產(chǎn)生如氨等具有刺激性的含氮化合物，影響煙氣質(zhì)量；另一方面，烤煙在調(diào)制、醇化和燃燒過程中，氨基酸和單糖類物質(zhì)發(fā)生非酶促棕色化反應(yīng)(美拉德反應(yīng))，形成的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物可賦予煙草特有香氣[14]。一般認為，氨基酸含量太高，煙氣辛辣、味苦較重，并且刺激性強烈，若氨基酸含量太低，煙氣則平淡無味缺少豐滿度[15]。煙葉游離氨基酸含量受栽培措施、成熟度及烘烤條件的影響較大。武雪萍等[16]研究了芝麻餅肥與無機肥不同配比對烤煙游離氨基酸的影響，發(fā)現(xiàn)芝麻餅肥和無機肥按1∶1施入可明顯提高游離氨基酸含量。景延秋等[17]對白肋煙的研究也得出了類似結(jié)論，這與本研究結(jié)果一致。蕫洪旭等[18]研究了采收成熟度對烤煙游離氨基酸的影響，發(fā)現(xiàn)過熟采收的煙葉經(jīng)烘烤后游離氨基酸含量較低，欠熟采收的煙葉經(jīng)烘烤后游離氨基酸含量較高，這與賈保順等[19]研究結(jié)論一致。孫曉偉等[20]研究表明隨著海拔高度的增加，烤煙中游離氨基酸總量以及各項游離氨基酸含量均呈現(xiàn)降低趨勢。烘烤過程中，煙葉開始是以蛋白質(zhì)的水解作用為主導(dǎo)，游離氨基酸含量增加，而后隨著烤房內(nèi)溫濕度的提高，蛋白酶活性逐漸下降，游離氨基酸則主要參與其他物質(zhì)的合成反應(yīng)，游離氨基酸含量減少[21]。

本研究表明，豆?jié){灌根后不同部位烤后煙葉游離氨基酸含量與感官品質(zhì)之間的相關(guān)性有所差異，中部葉中多與香氣量和刺激性有關(guān)，上部葉中多與雜氣有關(guān)，Pro在上部葉的作用可能較大。各部位煙葉Pro含量明顯高于其他種類氨基酸，占游離氨基酸總量的比例在60%以上，這與周蕓等[22]研究結(jié)果一致。與對照相比，豆?jié){灌根后中部葉Phe、GABA、His、Trp含量升高，上部葉Asn、β-Ala、GABA、Pro含量升高，可能是不同部位煙葉感官品質(zhì)提升的主要原因之一。進一步跟蹤不同烤前鮮煙葉游離氨基酸含量，發(fā)現(xiàn)豆?jié){灌根后煙葉氨基酸總量高于對照，但與烤后感官品質(zhì)相關(guān)的氨基酸含量在3種處理的鮮煙中差別不大，因此推測，烘烤過程可能是造成烤后煙葉游離氨基酸含量差異的主要原因。